Java怎么自定義類加載器實(shí)現(xiàn)類隔離

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一、背景

某服務(wù)需要連接操作多種組件（每種組件可能有多個(gè)版本），如kafka、mongodb、es、mysql等等，并且后續(xù)需要適配更多的組件。

主要難點(diǎn)：連接操作多組件多版本，且同種組件的不同版本所依賴的jar包可能不一樣，操作源碼也可能發(fā)生改變，項(xiàng)目無(wú)法直接依賴jar包，會(huì)產(chǎn)生類沖突

二、解決思路

由于每種組件的不同版本所依賴的jar包不同，我們可以借鑒tomcat的實(shí)現(xiàn)方式，通過(guò)自定義類加載器打破雙親委派機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)類隔離，從而達(dá)到操作多組件多版本的目的。

2.1 創(chuàng)建依賴所在目錄

針對(duì)每一種組件我們創(chuàng)建一個(gè)目錄，比如/data/kafka、/data/mongodb、/data/es等，且每種組件的不同版本創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的子目錄，比如/data/kafka/0.10、/data/kafka/0.11，目錄結(jié)構(gòu)如下

| ----/data
| --------/kafka
| ------------/0.10
| ------------/0.11
| --------/mysql
| ------------/5.7
| ------------/8.0
| ...

把每種組件不同版本對(duì)應(yīng)的依賴包放在各個(gè)子目錄下面。

2.2 定義操作接口

在common公共模塊中定義一個(gè)接口AbstractOperator，該接口定義一些通用方法，如下：

public interface Operator {
    /**
     * 測(cè)試連接
     * @param connectionInfo
     * @return
     */
    boolean testConnection(String connectionInfo);

    /**
     * 獲取組件版本
     * @return
     */
    String getVersion(String connectionInfo);
}

再定義各種組件的接口，如KafkaOperator、MysqlOperator等，使其繼承該通用接口。組件接口內(nèi)部包含一些組件自身的操作，如KafkaOperator中定義了getTopics、createTopic、deleteTopic等方法。代碼如下：

public interface KafkaOperator extends Operator{
    /**
     * 獲取topic列表
     * @param connectionInfo
     * @return
     */
    List<String> getTopics(String connectionInfo);

    /**
     * 創(chuàng)建topic
     * @param connectionInfo
     * @param topic
     * @return
     */
    boolean createTopic(String connectionInfo, String topic);

    /**
     * 刪除topic
     * @param connectionInfo
     * @param topic
     * @return
     */
    boolean deleteTopic(String connectionInfo, String topic);
}

2.3 編寫并構(gòu)建業(yè)務(wù)包

大致步驟如下：

1.針對(duì)每種組件的不同版本，可以在項(xiàng)目下新建一個(gè)模塊，該模塊依賴common公共模塊

2.創(chuàng)建入口類com.kamier.Entry（所有組件的不同版本的入口類的全限定名統(tǒng)一為com.kamier.Entry），并實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的組件接口，比如Kafka的0.10版本，那么就實(shí)現(xiàn)KafkaOperator接口。

3.編寫業(yè)務(wù)邏輯代碼

public class Entry implements KafkaOperator {
    @Override
    public List<String> getTopics(String connectionInfo) {
        return null;
    }

    @Override
    public boolean createTopic(String connectionInfo, String topic) {
        return false;
    }

    @Override
    public boolean deleteTopic(String connectionInfo, String topic) {
        return false;
    }

    @Override
    public boolean testConnection(String connectionInfo) {
        return false;
    }

    @Override
    public String getVersion(String connectionInfo) {
        return null;
    }
}

4.打成jar包

5.將jar包放在對(duì)應(yīng)的目錄下，與依賴包同級(jí)，如/data/kafka/0.10

2.4 自定義類加載器

經(jīng)過(guò)前面的準(zhǔn)備工作，組件的每個(gè)版本的目錄下都有了相應(yīng)的依賴包和業(yè)務(wù)包。

開始編寫一個(gè)自定義類加載器繼承URLClassLoader，重寫loadClass方法，優(yōu)先加載當(dāng)前類加載器路徑下的class來(lái)打破雙親委派模式，代碼如下

public static class MyClassLoader extends URLClassLoader {

        public MyClassLoader(URL[] urls) {
            super(urls);
        }

        public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
            synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
                // 先檢查當(dāng)前類加載器是否已經(jīng)裝載該類
                Class<?> c = findLoadedClass(name);
                if (c == null) {
                    try {
                        // 在當(dāng)前類加載器的路徑下查找
                        c = findClass(name);
                    } catch (ClassNotFoundException e) {
                        // 說(shuō)明在當(dāng)前類加載器的路徑下沒(méi)有找到
                    }

                    if (c == null) {
                        // 走雙親委派機(jī)制
                        if (getParent() != null) {
                            c = getParent().loadClass(name);
                        }
                    }
                }
                return c;
            }
        }
    }

針對(duì)每種組件的不同版本，我們創(chuàng)建與其對(duì)應(yīng)的自定義類加載器，并將該版本對(duì)應(yīng)目錄下的所有jar包（包括依賴包和業(yè)務(wù)包）的URL傳入。

2.5 主流程步驟

步驟如下：

當(dāng)我們從頁(yè)面上接收到一個(gè)獲取Kafka（版本為0.10）topic列表的請(qǐng)求時(shí)，先判斷是否已經(jīng)初始化過(guò)Kafka（0.10版本）的類加載器，如果還未初始化，則進(jìn)行類加載器的初始化。

URL[] urls = null;
File dir = new File("/data/kafka/0.10");
if (dir.isDirectory()) {
    File[] files = dir.listFiles();
    urls = new URL[files.length];
    for (int i = 0; i < files.length; i++) {
        urls[i] = files[i].toURL();
    }
}

MyClassLoader contextClassLoader = new MyClassLoader(urls);

通過(guò)類加載器加載入口類com.kamier.Entry并實(shí)例化，通過(guò)反射調(diào)用對(duì)應(yīng)的方法（組件與其對(duì)應(yīng)的方法列表可以統(tǒng)一維護(hù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中）。

Class loadClass = contextClassLoader.loadClass("com.kamier.Entry");
Object entry = loadClass.newInstance();
Method method = loadClass.getDeclaredMethod("getTopics");
List<String> a = (List) method.invoke(entry, 參數(shù));

獲取到結(jié)果并返回。

以上就是關(guān)于“Java怎么自定義類加載器實(shí)現(xiàn)類隔離”這篇文章的內(nèi)容，相信大家都有了一定的了解，希望小編分享的內(nèi)容對(duì)大家有幫助，若想了解更多相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容，請(qǐng)關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。